Морська крига - наймолодший елемент кріосфери Землі. Розкрийте причини появи морської криги в Північній півкулі, умови її існування і роль у формуванні сучасного клімату

1. Морська крига

Кріосфера — (від грец. Kryos — холод і spháira — куля) — одна з географічних оболонок певної планети. Кріосфера характеризується наявністю або можливістю існування льоду.

Термін «кріосфера» і його визначення було запропоноване в 1923 р. польським вченим А. Б. Добровольським, вчення про кріосферу розвинуте українським вченим В. І. Вернадськимта ін. К включає кріолітозону, льодовики, кріогалінові води.

Морськи́й лід, морська крига — лід, що утворюється при замерзанні морської води при температурі нижчої за 0 °C. При утворенні морського льоду між цілком прісними кристалами льоду опиняються дрібні краплі солоної води, які поступово стікають вниз. Через це морський лід поступово прісніє, і чим він старіший, тим прісніший. Середня солоність багаторічного льоду становить 1-2‰.

Найважливіші властивості морського льоду — пористість і солоність, що визначають його густину (від 0,85 до 0,94 г/см ³). Через малу густину льоду крижини підносяться над поверхнею води на 1/7 — 1/10 їх об'єму. Танення морського льоду починається при температурі вище за −2,3 °C. У порівнянні з прісним він важче піддається роздробленню на частини і більш еластичний.

Морські льоди — наймолодший елемент кріосфери Землі. Час їхнього існування оцінюється приблизно 700 тисяч літ. Доти полярні, океанські і морські басейни перебували в без льодовому режимі. Морський крижаний покрив спочатку з'явився як продукт певної кліматичної епохи, але сам став важливим ланкою кліматичної системи планети.

Морський лід за своїм розташуванням і рухливості поділяється на три типи:

· Припай - суцільний льодяний покрив, що примерзає до берега.

· плавучі (дрейфуючі) льоди,

· пакові багаторічні льоди (пак)— морський лід товщиною не менше 3 метрів, що проіснував більше 2-ох річних циклів наростання і танення.

За стадіями розвитку льоду виділяють кілька так званих початкових видів льоду (у порядку часу утворення):

· Крижані голки - дуже мала пластівців або голчасті кристали льоду

· Крижане сало - густий шар дрібних льодяних кристалів на поверхні води у вигляді плям чи тонкого суцільного шару сірувато-свинцевого кольору, що має вигляд застиглого сала.

· Снежура - сніговий покрив або скупчення снігу на воді, що утворюється при рясному випаданні снігу на поверхню води, близької до точки замерзання

· Шуга - рихкі, білястого кольору грудки льоду, що з'являються на воді перед льодоставом.

· Внутрішньоводний (у тому числі донний або якірний), що утворюється на певній глибині і на предметах, що знаходяться у воді в умовах турбулентного перемішування води.

В наступній стадії льодоутворення розрізняють:

• Нілас, що утворюється при спокійній поверхні моря з сала і снежури (темний нілас до 5 см завтовшки, світлий нілас до 10 см завтовшки) — тонка еластична кірка льоду, легко прогинається на воді або брижах і утворює при стисканні зубчасті нашарування;
• Склянки, що утворюються при спокійному морі (в основному, в затоках, близько гирла річки — тендітна блискуча кірка льоду, яка легко ламається під дією хвилі і вітру;
• Блинчатий лід, що утворюється при слабкому хвилюванні з крижаного сала, снежури або шуги або внаслідок розлому в результаті хвилювання склянки, ніласу або так званого молодого льоду. Являє собою пластини льоду округлої форми від 30 см до 3 м в діаметрі і товщиною 10 — 15 см з піднятими краями через обтирання та ударів крижин.

Подальшою стадією розвитку льодоутворення є молоді льоди, які поділяються на сірий (товщина 10 — 15 см) і сіро-білий (товщиною 15 — 30 см) лід.

Морський лід, що розвивається із молодого льоду і має вік не більше одного зимового періоду, називається однорічним льодом. Цей однорічний лід може бути:

• Тонким однорічним льодом — білий лід товщиною 30 — 70 см,
• Середньої товщини — 70 — 120 см,
• Товстим однорічним льодом — завтовшки більше 120 см.

Якщо морський лід піддавався таненню хоча б протягом одного року, він відноситься до старих льодів. Старі льоди поділяються на:

• Залишковий однорічний — лід, що не розтанув літом і знаходиться знову в стадії замерзання,
• Дворічний — проіснував більше одного року (товщина досягає 2 м),
• Багаторічний — старий лід товщиною 3 м і більше, що пережив танення не менше двох років. Поверхня такого льоду покрита численними нерівностями, горбами, що утворилися в результаті неодноразового танення. Нижня поверхня багаторічних льодів також відрізняється великою нерівністю і різноманітністю форми.

Товщина багаторічних льодів в Північному Льодовитому океані в деяких районах досягає 4 м. У антарктичних водах в основному знаходиться однорічний лід товщиною до 1,5 м, який зникає в літній час.

2. Причини появи

Морський льодовий покрив Арктики з'явився у результаті глибокого охолодження північної близько полярної області й збільшення прісної води. Льодовитого океану опріснена арктична водна маса виявилася відокремленою від глибоководної частині стійким галоплином, що перешкоджає конвекцію між нижележащими верствами води та поверхневим шаром, що робить можливим існування морського льоду в Арктиці.

Поява морського льоду площею понад 10 млн км2 стрімко збільшило альбедо на акваторії Арктичного басейну й призвело до дефіциту тепла. Ця обставина сприяла подальшому розвитку наземних оледенінь Євразії й Північної Америки, які згодом злилися у єдиний льодовиковий покрив у північній частині полярною області Землі. Південні кордони зледеніння поступово досягли граничного становища, де подальше розростання льодовикового покриву початок гальмуватися процесами танення в помірних широтах.

Заледеніння північної полярною області знизило температуру повітря над північною півкулею. Зменшилася випаровування, що викликало скорочення перенесення вологи з океанів на материки, харчування льодовикового щита скоротилося. Через це атлантичні циклони почали проходити значно південніше. Увесь цей час Світовий океан продовжував накопичувати тепло в екваторіальному і тропічному поясах. Відбувалося загострення температурних контрастів між екватором і полюсом. Просування льодовикового щита на півдні припинилося.

В Північній півкулі щорічно спостерігається утворення морського льоду в Азовському, Аральському морях, північної частини Каспійського, північно-західній частині Чорного. Але в той же час льоди ніколи не утворюються в районах, розташованих значно північніше, а саме в Норвезькому морі, на більшій частині площі гренландського і в південно-західній частині Баренцева морів. Часто виявляється вільним від морських льодів район, розташований на захід від Шпіцбергена, майже на 80-й паралелі. Причиною є наявність теплих течій, зокрема Гольфстріму.

Сумарна площа морського льоду в Північному та Південному океанах порівняна з площею Африки. На відміну від Північного океану, морські льоди якого як би затиснуті між континентами, льоди Південного, навпаки, знаходяться за межами континенту, тому його льодовий покрив дуже динамічний і відчуває потужний вплив вітру та течій. У північних широтах лід не тане цілий рік, за що Північний океан і називають Льодовитим. Його основний компонент – багаторічні льоди, а сезонних мало. В Антарктиці, навпаки, морський крижаний покрив має сезонний характер, оскільки майже повністю зникає влітку і знову відновлюється взимку. Таким чином, на поверхні планети щорічно з'являється і знову зникає цілий крижаний Африканський континент – можна собі уявити, яку роль морські льоди грають в її кліматичній системі.

Поява морського льоду змінює віддзеркалюючу здатність підстильної поверхні загалом від 15% (чиста вода) до 90% (лід, покритий снігом). З іншого боку, морській лід ж виконує функцію теплоізоляційного шару між водою і повітрям, у сотні разів зменшуючи тепловіддачу з океану у повітря. Отже, морські льоди служать своєрідним регулятором поглинання і віддачі тепла полярним океаном, що зробила їх важливим ланкою, які підтримують коливальний режим кліматичної системи.